上海应用物理研究所

2018年2月27日科技部在北京公布了“2017年度中国科学十大进展”，上海光源两项用户成果“实验发现三重简并费米子”；“实现氢气的低温制备和存储”同时入选。

一、实验发现三重简并费米子

组成宇宙的基本粒子可分为玻色子和费米子。现有的理论认为宇宙中只可能存在三种类型的费米子，即狄拉克费米子、外尔费米子和马约拉纳费米子，其中狄拉克费米子具有四重简并，外尔费米子和马约拉纳费米子具有两重简并，而三重简并的费米子在宇宙中是不存在的。这三种类型的费米子也能够以准粒子的形式存在于固体材料中，其中狄拉克费米子和外尔费米子的存在已在实验上得到确证，马约拉纳费米子也得到一些实验的支持。这些固体材料被通俗地称为“固体宇宙”，与真实的宇宙相对应。与时空连续的宇宙空间不同，“固体宇宙”只满足不连续的分立空间对称性，这就可能出现真实宇宙中不存在的新型费米子。在“固体宇宙”中寻找新型费米子是近年来凝聚态物理领域一个挑战性的前沿科学问题，也是该领域国际竞争的焦点之一。

近日，中国科学院上海应用物理研究所核物理研究室马余刚课题组与其合作者，在丰质子核²²Mg与²³Al的双质子发射实验测量中观测到²²Mg在14.044 MeV激发态附近存在着稀有的²He集团的双质子发射现象，而相应的临近核²³Al不存在²He集团发射的实验现象，深化了人们对奇特丰质子核特性的认识。相关工作发表在国际权威刊物《物理快报B》(Phys. Lett. B 743, 306 (2015) )上。